JPH05271792A - バッチ式焼鈍炉の操業方法 - Google Patents
バッチ式焼鈍炉の操業方法Info
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- JPH05271792A JPH05271792A JP10226592A JP10226592A JPH05271792A JP H05271792 A JPH05271792 A JP H05271792A JP 10226592 A JP10226592 A JP 10226592A JP 10226592 A JP10226592 A JP 10226592A JP H05271792 A JPH05271792 A JP H05271792A
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- coil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被焼鈍物自体について適切な徐冷制御を行う
ことを可能とする。 【構成】 コイル63に関する伝熱モデル式を用いてコイ
ル63の内部温度を予測し、その予測結果が所定の目標値
に従うように燃焼制御を行う。
ことを可能とする。 【構成】 コイル63に関する伝熱モデル式を用いてコイ
ル63の内部温度を予測し、その予測結果が所定の目標値
に従うように燃焼制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はバッチ式焼鈍炉の操業方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材の加熱・均熱・冷却処理を行う焼鈍
炉としては、炉内の定位置で被焼鈍物を焼鈍するバッチ
式焼鈍炉が従来から用いられている。従来のバッチ式焼
鈍炉では、被焼鈍物の内部組織の再結晶による粒状化を
図り、加工性が高い材料を製造する目的で、ゆっくりと
した冷却過程、即ち、徐冷過程を伴う焼鈍が実施される
が、被焼鈍材の内外周方向の温度不均一及び炉の高さ方
向の温度不均一からくる炉内各部の温度不均一性及び被
焼鈍物内部への熱伝達の遅延等から、被焼鈍物に関連す
る温度を適切な冷却速度で徐冷することを伴う焼鈍の実
行が困難であった。
炉としては、炉内の定位置で被焼鈍物を焼鈍するバッチ
式焼鈍炉が従来から用いられている。従来のバッチ式焼
鈍炉では、被焼鈍物の内部組織の再結晶による粒状化を
図り、加工性が高い材料を製造する目的で、ゆっくりと
した冷却過程、即ち、徐冷過程を伴う焼鈍が実施される
が、被焼鈍材の内外周方向の温度不均一及び炉の高さ方
向の温度不均一からくる炉内各部の温度不均一性及び被
焼鈍物内部への熱伝達の遅延等から、被焼鈍物に関連す
る温度を適切な冷却速度で徐冷することを伴う焼鈍の実
行が困難であった。
【０００３】しかし、近年、高純度水素ガス等の高伝熱
性雰囲気ガスの適用及び高出力RCファン等の炉内設備の
改善によって炉内における高伝熱特性を実現すると共
に、これと、ベース単位のコントローラの徐冷制御機能
の実現により、炉内各部の雰囲気温度等被焼鈍物に関連
する温度を適切な冷却速度にて徐冷する徐冷制御を行う
ことが可能となっている。
性雰囲気ガスの適用及び高出力RCファン等の炉内設備の
改善によって炉内における高伝熱特性を実現すると共
に、これと、ベース単位のコントローラの徐冷制御機能
の実現により、炉内各部の雰囲気温度等被焼鈍物に関連
する温度を適切な冷却速度にて徐冷する徐冷制御を行う
ことが可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き炉内各部の雰囲気温度の徐冷制御は、あくまでも雰
囲気温度を制御対象とした制御であり、この制御によっ
て被焼鈍物自体について適切な徐冷が行われているので
はなかった。被焼鈍物自体について適切な徐冷を行うた
めには、被焼鈍物の温度を実測し、その測定結果に基づ
いて徐冷制御を行えば良いが、被焼鈍物の温度を測定す
るために熱電対を炉内に設置することは、その作業が複
雑で長時間を要し、困難であるため、被焼鈍物の温度の
実測値に基づいて徐冷制御を行うことは困難であった。
如き炉内各部の雰囲気温度の徐冷制御は、あくまでも雰
囲気温度を制御対象とした制御であり、この制御によっ
て被焼鈍物自体について適切な徐冷が行われているので
はなかった。被焼鈍物自体について適切な徐冷を行うた
めには、被焼鈍物の温度を実測し、その測定結果に基づ
いて徐冷制御を行えば良いが、被焼鈍物の温度を測定す
るために熱電対を炉内に設置することは、その作業が複
雑で長時間を要し、困難であるため、被焼鈍物の温度の
実測値に基づいて徐冷制御を行うことは困難であった。
【０００５】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、被焼鈍物自体について適切な徐冷制御を行うこ
とを可能とするバッチ式焼鈍炉の操業方法を提供するこ
とを目的とする。
であり、被焼鈍物自体について適切な徐冷制御を行うこ
とを可能とするバッチ式焼鈍炉の操業方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のバッチ式焼鈍炉
の操業方法は、被焼鈍物に関連する温度が予め定められ
た温度パターンに従うように燃焼制御を実行し、被焼鈍
物の焼鈍を行うバッチ式焼鈍炉の操業方法において、被
焼鈍物に関する伝熱モデル式を用いて被焼鈍物の内部温
度を予測し、その予測結果が所定の目標値に従うように
燃焼制御を行うことを特徴とする。
の操業方法は、被焼鈍物に関連する温度が予め定められ
た温度パターンに従うように燃焼制御を実行し、被焼鈍
物の焼鈍を行うバッチ式焼鈍炉の操業方法において、被
焼鈍物に関する伝熱モデル式を用いて被焼鈍物の内部温
度を予測し、その予測結果が所定の目標値に従うように
燃焼制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明のバッチ式焼鈍炉の操業方法において
は、伝熱モデル式を用いて予測された被焼鈍物の内部温
度が、所定の目標値に従うように制御されるので、被焼
鈍物自体の温度が制御対象となっており、このため、例
えば、徐冷を行う場合には、被焼鈍物自体について、適
切な徐冷が行える。
は、伝熱モデル式を用いて予測された被焼鈍物の内部温
度が、所定の目標値に従うように制御されるので、被焼
鈍物自体の温度が制御対象となっており、このため、例
えば、徐冷を行う場合には、被焼鈍物自体について、適
切な徐冷が行える。
【０００８】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は本発明に係るバッチ式焼鈍
炉の操業方法を実施するための装置の構成を示すブロッ
ク図である。焼鈍生産管理装置１は焼鈍操業に必要な設
定データ（焼鈍材料情報，積み段情報，焼鈍条件情報
等）を焼鈍操業監視装置２へ与える。焼鈍操業監視装置
２は、雰囲気温度等の被焼鈍物に関連する温度の操業温
度パターン等の焼鈍操業に関する種々の情報を格納した
データベース３から、前記設定データに合った最適な炉
内設定温度，均熱設定時間及び徐冷勾配等の温度パター
ンを表してなる操業温度パターン及びコイル内部で最も
温度が低い最冷点の温度の目標冷却温度を得る。
き具体的に説明する。図１は本発明に係るバッチ式焼鈍
炉の操業方法を実施するための装置の構成を示すブロッ
ク図である。焼鈍生産管理装置１は焼鈍操業に必要な設
定データ（焼鈍材料情報，積み段情報，焼鈍条件情報
等）を焼鈍操業監視装置２へ与える。焼鈍操業監視装置
２は、雰囲気温度等の被焼鈍物に関連する温度の操業温
度パターン等の焼鈍操業に関する種々の情報を格納した
データベース３から、前記設定データに合った最適な炉
内設定温度，均熱設定時間及び徐冷勾配等の温度パター
ンを表してなる操業温度パターン及びコイル内部で最も
温度が低い最冷点の温度の目標冷却温度を得る。
【０００９】また、焼鈍操業監視装置２はこの操業温度
パターンをプロセスコントローラ５へ与え、プロセスコ
ントローラ５はこれらの情報に基づいてバッチ式焼鈍炉
６における燃焼制御等の焼鈍操業に関する制御を行うよ
うになっている。バッチ式焼鈍炉６は、炉床部分である
ベース61と、炉壁部分であるアウターカバー62と、アウ
ターカバー62の内部に設けられ、被焼鈍物である複数の
コイル63を収納する耐熱鋼板製の円筒状のインナーカバ
ー64とにて構成されており、コイル63において各コイル
間にはコンベクタプレート（対流板）が介装されてい
る。
パターンをプロセスコントローラ５へ与え、プロセスコ
ントローラ５はこれらの情報に基づいてバッチ式焼鈍炉
６における燃焼制御等の焼鈍操業に関する制御を行うよ
うになっている。バッチ式焼鈍炉６は、炉床部分である
ベース61と、炉壁部分であるアウターカバー62と、アウ
ターカバー62の内部に設けられ、被焼鈍物である複数の
コイル63を収納する耐熱鋼板製の円筒状のインナーカバ
ー64とにて構成されており、コイル63において各コイル
間にはコンベクタプレート（対流板）が介装されてい
る。
【００１０】プロセスコントローラ５は定期的に測定さ
れるインナーカバー温度及び雰囲気ガス温度の実測値を
測定データとして焼鈍操業監視装置２へ与える。インナ
ーカバー温度が実測困難な場合は、炉温度等からインナ
ーカバー温度を推定し、求める。この測定データは、焼
鈍生産管理装置１から与えられた設定データと共にモデ
ル演算装置４へ与えられる。モデル演算装置４は、下記
（１）式〜（６）式に示す如きフーリエの熱伝導方程式
及び炉内各部の境界条件式よりなる伝熱モデル式を用い
て、最冷点推定温度演算，冷却速度演算及びコイル内部
温度推定演算等の種々の演算を行うようになっている。
このとき、伝熱モデル内での数値計算を実施するため
に、コイル及びコンベクタプレートのメッシュ分割及び
使用方程式の差分化が行われる。
れるインナーカバー温度及び雰囲気ガス温度の実測値を
測定データとして焼鈍操業監視装置２へ与える。インナ
ーカバー温度が実測困難な場合は、炉温度等からインナ
ーカバー温度を推定し、求める。この測定データは、焼
鈍生産管理装置１から与えられた設定データと共にモデ
ル演算装置４へ与えられる。モデル演算装置４は、下記
（１）式〜（６）式に示す如きフーリエの熱伝導方程式
及び炉内各部の境界条件式よりなる伝熱モデル式を用い
て、最冷点推定温度演算，冷却速度演算及びコイル内部
温度推定演算等の種々の演算を行うようになっている。
このとき、伝熱モデル内での数値計算を実施するため
に、コイル及びコンベクタプレートのメッシュ分割及び
使用方程式の差分化が行われる。
【００１１】 コイルの基礎方程式（フーリエの熱伝導方程式） ｃ・ρ・∂Ｔ／∂ｔ＝λγ・∂2 Ｔ／∂γ2 ＋λγ／γ・∂Ｔ／∂γ ＋λｚ・∂2 Ｔ／∂ｚ2 …（１） コイル外周面の境界条件式 ｑ0 ＝λγ・∂Ｔ／∂ｔ ＝ｈ0 ( θG −θSO） ＋4.88ε1 〔（θI ＋２７３）4 ／108 −（θSO＋２７３）4 ／108 〕 …（２） コイル内周面の境界条件式 ｑi ＝λγ・∂Ｔ／∂ｔ＝ｈi ( θG −θSi） …（３） コイル端面の境界条件式 ｑe ＝λγ・∂Ｔ／∂ｔ＝ｈe ( θCV−θSE） ＋4.88ε2 〔（θCV＋２７３）4 ／108 −（θSE＋２７３）4 ／108 〕 …（４）
【００１２】 コンベクタプレートの基礎方程式（フーリエの熱伝導方程式） ｃV ・ρV ・∂ＴV ／∂ｔ＝λV （∂2 ＴV ／∂γ2 ＋１／γ・∂ＴV ／∂γ ＋∂2 ＴV ／∂Ｚ2 ）…（５） コンベクタプレートの境界条件式 ｑC ＝ｈC ( θG −θCV） …（６） 但し、Ｔ：コイル内部温度 ＴV ：コンベクタプレートの温度 ｃ，ｃV ：コイル，コンベクタプレートの比熱 ρ，ρV ：コイル，コンベクタプレートの密度、 λγ，λｚ：γ方向（径）、ｚ方向（高さ）の各コイル
の熱伝導率 λV ：コンベクタプレートの熱伝導率 ε1 ：コイル外周面とインナーカバーとの間の熱吸収率 ε2 ：コイル端面とコンベクタプレートとの間の熱吸収
率 ｈO ，ｈi ，ｈe ，ｈc ：コイル外周面、コイル内周
面、コイル端面、コンベクタプレートと各雰囲気ガスと
の間の熱伝達係数 θG ，θSO，θSi，：雰囲気ガス、コイル外周表面、コ
イル内周表面θSE，θCV，θI コイル端面、コンベ
クタプレート、インナーカバーの各温度 ｑ0 ，ｑi ，ｑe ，ｑC ：コイル外周面、コイル内周
面、コイル端面コンベクタプレートにおける各局部熱流
の熱伝導率 λV ：コンベクタプレートの熱伝導率 ε1 ：コイル外周面とインナーカバーとの間の熱吸収率 ε2 ：コイル端面とコンベクタプレートとの間の熱吸収
率 ｈO ，ｈi ，ｈe ，ｈc ：コイル外周面、コイル内周
面、コイル端面、コンベクタプレートと各雰囲気ガスと
の間の熱伝達係数 θG ，θSO，θSi，：雰囲気ガス、コイル外周表面、コ
イル内周表面θSE，θCV，θI コイル端面、コンベ
クタプレート、インナーカバーの各温度 ｑ0 ，ｑi ，ｑe ，ｑC ：コイル外周面、コイル内周
面、コイル端面コンベクタプレートにおける各局部熱流
【００１３】前記 (１) 式〜 (６) 式に基づきコイルの
温度分布が求められ、最冷点温度を推定し、推定された
最冷点温度に基づいて冷却速度演算を実施する。
温度分布が求められ、最冷点温度を推定し、推定された
最冷点温度に基づいて冷却速度演算を実施する。
【００１４】また、モデル演算装置４の演算結果は、焼
鈍操業監視装置２へ与えられるようになっており、焼鈍
操業監視装置２では、モデル演算装置４の演算結果に基
づいて、操業温度パターンにおける冷却速度を、後述す
る如く調節する徐冷制御を行う。
鈍操業監視装置２へ与えられるようになっており、焼鈍
操業監視装置２では、モデル演算装置４の演算結果に基
づいて、操業温度パターンにおける冷却速度を、後述す
る如く調節する徐冷制御を行う。
【００１５】以上の如く構成された装置では、バッチ式
焼鈍炉６がコイル63に対する焼鈍処理として、所定の均
熱温度までの昇温と、均熱温度での所定時間の均熱と、
所定の温度勾配での徐冷とを、操業温度パターンに従っ
て行うようになっている。以下に、その操業手順につい
て説明する。
焼鈍炉６がコイル63に対する焼鈍処理として、所定の均
熱温度までの昇温と、均熱温度での所定時間の均熱と、
所定の温度勾配での徐冷とを、操業温度パターンに従っ
て行うようになっている。以下に、その操業手順につい
て説明する。
【００１６】まず、焼鈍処理の開始前に、図２に示され
る如き操業温度パターンをプリセットする。図２は操業
温度パターンの一例を示すグラフであり、横軸に時間、
縦軸に温度をとっている。この操業温度パターンは、焼
鈍処理の開始後に700 ℃の均熱温度まで昇温させ、その
均熱温度を20時間継続させた後、所定の徐冷勾配で650
℃の目標最冷点まで５時間で冷却する温度パターンであ
る。
る如き操業温度パターンをプリセットする。図２は操業
温度パターンの一例を示すグラフであり、横軸に時間、
縦軸に温度をとっている。この操業温度パターンは、焼
鈍処理の開始後に700 ℃の均熱温度まで昇温させ、その
均熱温度を20時間継続させた後、所定の徐冷勾配で650
℃の目標最冷点まで５時間で冷却する温度パターンであ
る。
【００１７】焼鈍処理が開始後されると、前記操業温度
パターンに従って実績雰囲気温度が上昇する。この実績
温度が700 ℃の均熱温度まで達した時点で前述の如く均
熱が開始されるが、均熱開始後、現在時点から一定時間
（例えば５時間）後まで最冷点温度の予測を、与えられ
ている操業パターン及び一定時間迄のインナーカバー予
測温度に基づき、前述の伝熱モデル式を用いて行う。イ
ンナーカバー予測温度は、現在時点の実測温度を基準と
して、予め定められている、知見に基づいた温度予測式
より求める。この状態を図３に示す。図３は操業温度パ
ターンと最冷点温度の予測値との関係を示すグラフであ
り、横軸に時間、縦軸に温度をとり、操業温度パターン
を実線、現在時点までの最冷点温度を一点鎖線、最冷点
温度の予測値を破線にて夫々表してある。
パターンに従って実績雰囲気温度が上昇する。この実績
温度が700 ℃の均熱温度まで達した時点で前述の如く均
熱が開始されるが、均熱開始後、現在時点から一定時間
（例えば５時間）後まで最冷点温度の予測を、与えられ
ている操業パターン及び一定時間迄のインナーカバー予
測温度に基づき、前述の伝熱モデル式を用いて行う。イ
ンナーカバー予測温度は、現在時点の実測温度を基準と
して、予め定められている、知見に基づいた温度予測式
より求める。この状態を図３に示す。図３は操業温度パ
ターンと最冷点温度の予測値との関係を示すグラフであ
り、横軸に時間、縦軸に温度をとり、操業温度パターン
を実線、現在時点までの最冷点温度を一点鎖線、最冷点
温度の予測値を破線にて夫々表してある。
【００１８】そして、このような最冷点温度の予測に際
し、図４に示される如く、その予測時間範囲に徐冷制御
の開始点が入った場合は、その最冷点温度の予測値に基
づいて冷却速度を求める。図４は徐冷勾配算出の開始タ
イミングを示すグラフであり、横軸に時間、縦軸に温度
をとり、操業温度パターンを実線、現在時点までの最冷
点温度を一点鎖線、最冷点温度の予測値を破線にて夫々
表してある。図４に示されるようにその予測時間範囲に
徐冷制御の開始点が入った場合にその冷却速度を求め
る。
し、図４に示される如く、その予測時間範囲に徐冷制御
の開始点が入った場合は、その最冷点温度の予測値に基
づいて冷却速度を求める。図４は徐冷勾配算出の開始タ
イミングを示すグラフであり、横軸に時間、縦軸に温度
をとり、操業温度パターンを実線、現在時点までの最冷
点温度を一点鎖線、最冷点温度の予測値を破線にて夫々
表してある。図４に示されるようにその予測時間範囲に
徐冷制御の開始点が入った場合にその冷却速度を求め
る。
【００１９】この場合の冷却速度は下記（７）式の如き
演算式を用いて求める。
演算式を用いて求める。
【００２０】
【数１】
【００２１】但し、前記（７）式において、αi は冷却
速度，Ｔi は時刻ｉにおける温度実績（複数のサンプリ
ング実績に基づき平滑処理を実施したもの），Δｔは前
回算出時と今回算出時との間隔時間である。
速度，Ｔi は時刻ｉにおける温度実績（複数のサンプリ
ング実績に基づき平滑処理を実施したもの），Δｔは前
回算出時と今回算出時との間隔時間である。
【００２２】このように最冷点温度の冷却速度αi が求
められた場合、求められた冷却速度αi と、予め定めら
れた目標冷却速度とを比較し、その比較結果に基づい
て、必要がある場合は徐冷制御における冷却速度を変更
する。
められた場合、求められた冷却速度αi と、予め定めら
れた目標冷却速度とを比較し、その比較結果に基づい
て、必要がある場合は徐冷制御における冷却速度を変更
する。
【００２３】図５は冷却速度の変更方法を示すグラフで
あり、横軸に時間、縦軸に温度をとり、操業温度パター
ンを実線、現在時点までの最冷点温度を一点鎖線、最冷
点温度の予測値を破線にて夫々表してある。図５に示さ
れているのは、求められた冷却速度αi が、操業温度パ
ターンにおける目標冷却速度よりも小さい場合である
が、この場合は、徐冷制御における設定温度を低くする
か又は徐冷時間を短くすることにより、冷却速度を目標
冷却速度に近づくように変更する。一方、求められた冷
却速度αi が、操業温度パターンにおける目標冷却速度
よりも大きい場合は、徐冷制御における設定温度を高く
するか又は徐冷時間を長くすることにより、冷却速度を
目標冷却速度に近づくように変更する。
あり、横軸に時間、縦軸に温度をとり、操業温度パター
ンを実線、現在時点までの最冷点温度を一点鎖線、最冷
点温度の予測値を破線にて夫々表してある。図５に示さ
れているのは、求められた冷却速度αi が、操業温度パ
ターンにおける目標冷却速度よりも小さい場合である
が、この場合は、徐冷制御における設定温度を低くする
か又は徐冷時間を短くすることにより、冷却速度を目標
冷却速度に近づくように変更する。一方、求められた冷
却速度αi が、操業温度パターンにおける目標冷却速度
よりも大きい場合は、徐冷制御における設定温度を高く
するか又は徐冷時間を長くすることにより、冷却速度を
目標冷却速度に近づくように変更する。
【００２４】次に、前述の如き徐冷制御の具体的につい
て説明する。図６は徐冷制御における冷却速度の調節手
順を示すフローチャートである。
て説明する。図６は徐冷制御における冷却速度の調節手
順を示すフローチャートである。
【００２５】まず、モデル演算装置４において前述の伝
熱モデル式を用いてコイル内最冷点温度Ｔの推測値を求
め（ステップＳ１）、求めたコイル内最冷点温度Ｔの推
測値に基づいて冷却速度（以下冷却速度Ａという）を算
出する（ステップＳ２）。
熱モデル式を用いてコイル内最冷点温度Ｔの推測値を求
め（ステップＳ１）、求めたコイル内最冷点温度Ｔの推
測値に基づいて冷却速度（以下冷却速度Ａという）を算
出する（ステップＳ２）。
【００２６】次に、現時点が、将来所定時間後に徐冷制
御状態となる時点又は徐冷制御中であり、且つ、徐冷制
御の終了前の所定時間に該当しない時点である、設定時
間帯にあるか否かを判別する（ステップＳ３）。
御状態となる時点又は徐冷制御中であり、且つ、徐冷制
御の終了前の所定時間に該当しない時点である、設定時
間帯にあるか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００２７】ステップＳ３において設定時間帯にないと
判別された場合はリターンし、一方、設定時間帯にある
と判別された場合は、ステップＳ２で求めた冷却速度Ａ
と、冷却速度の目標値（以下目標値Ｂという）とを比較
し、冷却速度Ａと目標値Ｂとの関係が、Ａ＞Ｂ且つ｜Ｂ
−Ａ｜≧Ｃ（定数），Ａ＜Ｂ且つ｜Ｂ−Ａ｜≧Ｃ又は｜
Ｂ−Ａ｜＜Ｃのどのケースに該当するか否かを判別する
（ステップＳ４）。
判別された場合はリターンし、一方、設定時間帯にある
と判別された場合は、ステップＳ２で求めた冷却速度Ａ
と、冷却速度の目標値（以下目標値Ｂという）とを比較
し、冷却速度Ａと目標値Ｂとの関係が、Ａ＞Ｂ且つ｜Ｂ
−Ａ｜≧Ｃ（定数），Ａ＜Ｂ且つ｜Ｂ−Ａ｜≧Ｃ又は｜
Ｂ−Ａ｜＜Ｃのどのケースに該当するか否かを判別する
（ステップＳ４）。
【００２８】ステップＳ４においてＡ＞Ｂ且つ｜Ｂ−Ａ
｜≧Ｃであると判別された場合は、冷却速度Ａが目標値
Ｂよりも所定量以上大きい場合であるので、冷却速度の
設定温度を所定値上げ（又は徐冷時間を長くし）て（ス
テップＳ５）、後述するステップＳ７に進む。また、ス
テップＳ４においてＡ＜Ｂ且つ｜Ｂ−Ａ｜≧Ｃであると
判別された場合は、冷却速度Ａが目標値Ｂよりも所定量
以上小さい場合であるので、冷却速度の設定温度を所定
値下げ（又は設定時間を短くし）て（ステップＳ６）、
後述するステップＳ７に進む。また、ステップＳ４にお
いて｜Ｂ−Ａ｜＜Ｃであると判別された場合は、冷却速
度Ａと目標値Ｂとの偏差が所定量よりも小さい場合であ
るので、冷却速度の頻繁な設定変更を防ぐべく、そのま
まリターンする。
｜≧Ｃであると判別された場合は、冷却速度Ａが目標値
Ｂよりも所定量以上大きい場合であるので、冷却速度の
設定温度を所定値上げ（又は徐冷時間を長くし）て（ス
テップＳ５）、後述するステップＳ７に進む。また、ス
テップＳ４においてＡ＜Ｂ且つ｜Ｂ−Ａ｜≧Ｃであると
判別された場合は、冷却速度Ａが目標値Ｂよりも所定量
以上小さい場合であるので、冷却速度の設定温度を所定
値下げ（又は設定時間を短くし）て（ステップＳ６）、
後述するステップＳ７に進む。また、ステップＳ４にお
いて｜Ｂ−Ａ｜＜Ｃであると判別された場合は、冷却速
度Ａと目標値Ｂとの偏差が所定量よりも小さい場合であ
るので、冷却速度の頻繁な設定変更を防ぐべく、そのま
まリターンする。
【００２９】ステップＳ７では、変更された冷却速度
を、プロセスコントローラ５に与えるプログラム情報に
セットする。
を、プロセスコントローラ５に与えるプログラム情報に
セットする。
【００３０】以上の如き処理は、所定時間間隔で繰り返
し実施する。これにより、適切な冷却速度が得られる。
し実施する。これにより、適切な冷却速度が得られる。
【００３１】また、本発明を実施した場合（伝熱モデル
適用）及び本発明を実施しなかった場合（伝熱モデル未
適用）について実際に水素焼鈍炉にて炭素鋼の焼鈍を行
い、焼鈍品の硬度（ＨRB）を測定した結果、本発明を実
施しなかった場合の硬度は84.0であったが、本発明を実
施した場合の硬度は82.0となった。このように本発明を
実施した場合は、本発明を実施しなかった場合よりも表
面硬度が低く、加工性が高い軟質鋼を得ることができ
た。
適用）及び本発明を実施しなかった場合（伝熱モデル未
適用）について実際に水素焼鈍炉にて炭素鋼の焼鈍を行
い、焼鈍品の硬度（ＨRB）を測定した結果、本発明を実
施しなかった場合の硬度は84.0であったが、本発明を実
施した場合の硬度は82.0となった。このように本発明を
実施した場合は、本発明を実施しなかった場合よりも表
面硬度が低く、加工性が高い軟質鋼を得ることができ
た。
【００３２】以上の如く、本発明においては、前述の如
き伝熱モデルを用いることによって、コイル内部温度の
推測が可能となり、直接的にコイル内部温度を制御対象
として取り扱えるようになった。但し、コイル内部温度
は、固体温度であり、応答性に乏しく、炉内雰囲気温度
と同等に取り扱うことは困難を伴う。従って、温度制御
を実施する際は、応答性に優れた雰囲気温度を制御対象
とし、この雰囲気温度の設定の変更基準として伝熱モデ
ルによるコイル内部温度を使用する、２種類の温度の組
み合わせ制御が有効である。
き伝熱モデルを用いることによって、コイル内部温度の
推測が可能となり、直接的にコイル内部温度を制御対象
として取り扱えるようになった。但し、コイル内部温度
は、固体温度であり、応答性に乏しく、炉内雰囲気温度
と同等に取り扱うことは困難を伴う。従って、温度制御
を実施する際は、応答性に優れた雰囲気温度を制御対象
とし、この雰囲気温度の設定の変更基準として伝熱モデ
ルによるコイル内部温度を使用する、２種類の温度の組
み合わせ制御が有効である。
【００３３】一方、アウターカバーを載置してなり、バ
ーナ点火している焼鈍加熱状態においては、前記雰囲気
温度の制御パターンが予め定められており、不測の事態
が発生しない限り、加熱完了までその設定通りの実測値
の動きが保証されている。従って、この雰囲気温度の制
御パターンを利用して伝熱モデルにそのパターンを入力
し、将来のコイル内部温度の予測を実施することができ
る。
ーナ点火している焼鈍加熱状態においては、前記雰囲気
温度の制御パターンが予め定められており、不測の事態
が発生しない限り、加熱完了までその設定通りの実測値
の動きが保証されている。従って、この雰囲気温度の制
御パターンを利用して伝熱モデルにそのパターンを入力
し、将来のコイル内部温度の予測を実施することができ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明においては、
伝熱モデル式を用いて予測することが可能となり、予測
された被焼鈍物の内部温度が、所定の目標値に従うよう
に制御されるので、被焼鈍物自体の温度が制御対象とな
っており、徐冷を行う場合には、被焼鈍物自体につい
て、適切な徐冷ができ、これによって高品質の製品が得
られるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。
伝熱モデル式を用いて予測することが可能となり、予測
された被焼鈍物の内部温度が、所定の目標値に従うよう
に制御されるので、被焼鈍物自体の温度が制御対象とな
っており、徐冷を行う場合には、被焼鈍物自体につい
て、適切な徐冷ができ、これによって高品質の製品が得
られるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係るバッチ式焼鈍炉の操業方法を実施
するための装置の構成を示すブロック図である。
するための装置の構成を示すブロック図である。
【図２】操業温度パターンの一例を示すグラフである。
【図３】操業温度パターンと最冷点温度の予測値との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図４】冷却速度算出の開始タイミングを示すグラフで
ある。
ある。
【図５】冷却速度の変更方法を示すグラフである。
【図６】徐冷制御における冷却速度の調節手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
１ 焼鈍生産管理装置 ２ 焼鈍操業監視装置 ３ データベース ４ モデル演算装置 ５ プロセスコントローラ ６ バッチ式焼鈍炉
Claims (1)
- 【請求項１】 被焼鈍物に関連する温度が予め定められ
た温度パターンに従うように燃焼制御を実行し、被焼鈍
物の焼鈍を行うバッチ式焼鈍炉の操業方法において、 被焼鈍物に関する伝熱モデル式を用いて被焼鈍物の内部
温度を予測し、その予測結果が所定の目標値に従うよう
に燃焼制御を行うことを特徴とするバッチ式焼鈍炉の操
業方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226592A JPH05271792A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | バッチ式焼鈍炉の操業方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10226592A JPH05271792A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | バッチ式焼鈍炉の操業方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271792A true JPH05271792A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=14322768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10226592A Pending JPH05271792A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | バッチ式焼鈍炉の操業方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271792A (ja) |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP10226592A patent/JPH05271792A/ja active Pending
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